Motor sürücü kartı devre elemanları

AĢağıdaki Tablo 4.9‟da motor sürücü kartında kullanılan elemanların listesi verilmektedir.Bu elemanları kısaca açıklayalım.

Tablo 4.9. Motor sürücü kartı devre elemanları listesi

Elemanın Adı Adet

L298 1

Diot 2A 8

2 Pinli Konektör 3

4 Pinli Konektör 1

4.4.1.1. L298 entegresi

L298 entegresi, yüksek voltajda çalıĢabilen, yüksek akımlı, standart TTL lojik seviyelerle kontrol edilebilmekte ve röle, DC(dual full-bridge driver) ve step motor gibi endüktif yükleri sürebilmektedir. L298 entegresi içerisinde, iki adet dc motoru iki yönlü sürebilecek 8 adet transistör bulunmaktadır. ÇalıĢma gerilimi 46V‟a kadar çıkabilmektedir. Toplam çıkıĢ akımı 4A‟e kadar çıkmaktadır. DüĢük satürasyon voltajına sahip olup, aĢırı ısı korunmasına karĢı güvenilir üretilmiĢtir.

L298 bir motor sürücü entegresidir. L298, L293‟e göre yüksek akıma karĢı daha dayanıklıdır. L293 en fazla 0,5 amper akıma dayanabilirken, L298 2 ampere kadar çıkabilir. Bu yüzden devrelerde daha çok bu entegre tercih edilmektedir. L298‟de 2 adet H köprüsü bulunur. H köprüsü DC motoru iki yönde de sürmeye yarayan faydalı bir yöntemdir. 4 adet transistör ile anahtarlama yöntemi kullanılarak yapılır[12].

Yapısı gereği H harfine benzediğinden dolayı böyle adlandırılır. Bu entegre de toplam 15 adet bacak bulunmaktadır. Bunlardan IN1, IN2, OUT1, OUT2, ENA, SENSA A köprüsü için, IN3, IN4, OUT3, OUT4, ENB, SENSB B köprüsü içindir[12].

40

40

In1,In2(5,7): Bu bacaklar A köprüsü için olan giriĢlerdir ve +5 volt ile çalıĢır. Eğer IN1‟e 5V, IN2‟ye 0V verince motor ileri dönerse, tam tersini verdiğimizde geri dönecektir. Her iki bacağa da aynı değeri verirsek (0V0V veya 5V5V) motor dönmez. Eğer giriĢleri PIC‟den alacaksak PIC ile L298 arasına küçük bir direnç koymanın faydası olacaktır(220Ohm/1KOhm). Bu direnç L298‟den gelen ters akımın PIC‟ e zarar vermesini önleyecektir [12].

In3, In4(10,12):Bu bacaklar B köprüsü için olan giriĢlerdir. A köprüsüyle aynı Ģekilde çalıĢır.

OUT1,OUT2(2,3): A köprüsü için çıkıĢ bacaklarıdır ve bu çıkıĢları motorun iki ucuna bağlanır. Motorların herhangi bir zorlanma durumunda oluĢacak olan ters akımın entegreye zarar vermemesi için çıkıĢlar ile motor arasına ikiĢer adet diyot bağlanmalıdır. Bu diyotların birisinin yönü topraktan çıkıĢa doğru, diğeri de çıkıĢtan VS‟ ye doğru olmalıdır.

OUT3,OUT4(13,14): B köprüsü için çıkıĢ bacaklarıdır ve A köprüsüyle aynı Ģekilde çalıĢır.

ENA, ENB (6,11): A ve B köprülerini etkinleĢtirmek için bu bacaklara +5 volt bağlamak gerekmektedir.

SENSA, SENSB(1,15): A ve B köprülerinin çalıĢması için bu bacaklar toprağa çekilmelidir. Bu bacaklarla toprak arasına bağlayacağımız direnç sayesinde çıkıĢ akımı kontrol edilebilmesine karĢılık direnç bağlamadan da çalıĢır.

VS(4): ÇıkıĢlardan kaç volt almak isteniyorsa bu bacak o voltaja bağlanır ve. en fazla 46 volt verebilmesine karĢılık genelde 12 volt kullanılır. Ayrıca DC üzerindeki küçük salınımları yok etmek için bu bacakla toprak arasına 100nF‟ lık kondansatör bağlanmalıdır

VSS(9): Bu bacak, L298‟ in çalıĢması için +5 volta bağlanmalıdır. Yine küçük salınımları yok etmek için VSS ile toprak arasına 100nF‟lık kondansatör bağlanmalıdır.

GND(8): Bu bacak, L298‟ in çalıĢması için toprağa bağlanmalıdır.

ġekil 4.15. Motor kontrolünde kullanılan çalıĢma modları. [12]

Tablo 4.10. L298 entegresi giriĢ – çıkıĢ değerleri tablosu [12]

GiriĢler ĠĢlem

EnableA = H

Input1 = H; Input2 = L Ġleri

Input1 = L; Input2 = H Geri

Input1 = Input2 Hızlı durma

EnableA = L Input1 =X ; Input2 = X BoĢta ÇalıĢma/Durma

EnableB = H

Input3 = H; Input4 = L Ġleri

Input3 = L; Input4 = H Geri

Input3 = Input4 Hızlı durma

EnableB = L Input3 =X ; Input4 = X BoĢta ÇalıĢma/Durma H = Lojik “1” L = Lojik “0” X = Don‟t Care

4.4.1.2.DC motorlar

Elektrik enerjisini, mekanik enerjiye dönüĢtüren elemanlara “motor” denir. Elektrik motorları AC ve DC olmak üzere sınıflandırılırlar. DC motorlar, çalıĢması ve kullanımı bakımından en kolay öğrenilebilecek motorlardır. Bir mıknatısın N ve S

42

42

kutupları arasına bir bobin yerleĢtirilip, bobinden akım geçirilirse iletken manyetik alanın dıĢına itilir ve bunun DC motorları doğru akım enerjisini hareket enerjisine çevirirler. Bu tarz motorlar yapısına göre fırçalı ve fırçasız olmak üzere iki grupta incelenebilir. DC motorlar mikrodenetleyicilere genellikle bir sürücü devre ile bağlanırlar. Bunun nedeni mikrodenetleyicilerin motor için gerekli akımı sağlayamamasıdır. Motor sürücü devresi, mikrodenetleyici ve motor arasına uygun bir Ģekilde bağlanır. Mikrodenetleyici, sürücü devreyi kontrol ederek motorun hızını ve yönünü tayin edecektir.

DC Motorlar ucuz ve küçük olmaları nedeniyle robotik uygulamalarında ve endüstriyel alanda yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Genel olarak 1.5V ile 100V arasında çalıĢabilirler. 6V, 12V ve 24V motorlar çok yaygın olarak bulunmaktadır. Birkaç bin RPM(Rotate Per Minute)‟ den on binlerce RPM‟ e kadar çalıĢtırılabilirler. 12V ve daha küçük motorlar yapısına göre birkaç yüz mili amperden birkaç mili ampere kadar akım çekebilirler.

DC motorların genel özellikleri: Yüksek hız

DüĢük tork

Ters yönde kullanım

Sürekli hareket olarak sıralanabilir.

Mantık olarak bobin üzerinden geçen akımın sonucunda oluĢturduğu manyetik alanlar sayesinde oluĢturduğu kutuplaĢmayı ileri ve geri yönlü olarak kullanarak yani zıt kutupların çekmesi ya da aynı kutupların birbirini itmesi prensibinin dairesel harekete dönüĢtürülmesini baz alan en basit yapıdır Endüvi dönerken üzerindeki iletkenler de manyetik alan içerisinde döndüklerinden, bu iletkenlerde bir endüksiyon elektromotor kuvveti indüklenir. Doğru akım makinesi kullanım amacına göre dinamo ya da motor olarak çalıĢtırılabilir. Bu formlardan birisinde çalıĢma, makinede herhangi bir değiĢikliği gerektirmez. Eğer makine dinamo olarak çalıĢtırılırsa tork yön değiĢtirir. Manyetik alan içinde etkin uzunluğu "L" ve içerisinden geçen akımı "i" olan bir iletken akı yoğunluğu B olan bir alan içerisinde kalırsa, iletken manyetik

alan tarafından itilir. Ġletkenin alana dik olma durumunda meydana gelen itme kuvvetinin büyüklüğü "Newton" olarak adlandırılır.

F=B.i.L (4.2)

formülü ile bulunur. Alan tarafından iletken üzerinde oluĢturulan itme kuvvetinin yönü iletkenin taĢıdığı akımın yönüne bağlıdır. Ġletkende itme kuvveti olduğu sürece iletkende bir hareket veya dönme olayı meydana gelir.

Sistem, bilgisayarda kurulu kullanıcı ara yüz programından gönderilen komutları RF alıcı-verici entegreler vasıtasıyla aldıktan sonra bu verileri mikrodenetleyiciye iletmekte ve araç mikrodenetleyici tarafından kontrol edilmektedir.

Aracın dönüĢ hareketleri arka kısımda bulunan DC motorlar tarafından sağlanmakta ve önde bulunan iki serbest teker ile de ön kısımın yönlendirilmesi yapılmaktadır..

ġekil 4.16. Aracın hareket Ģekilleri.

Görüldüğü gibi her iki yanda bulunan DC motorlar arasında bir hız farkı yaratılarak dönme hareketi sağlanmaktadır. DC motorlar seçilirken, düĢük dönme hızına ve yüksek torka sahip motorlar incelenmiĢtir. DüĢük dönme hızı sayesinde aracın dönüĢler esnasında kendi ekseni etrafında dönerek yoldan çıkması önlenmiĢ, yüksek tork ile de aracın herhangi bir zorlanma karĢısında (aĢırı eğim) ilerlemesi sağlanmıĢtır.